玩轉PythonWeb框架之Tornado

時間 2019-11-07

標籤 pythonweb 框架 tornado 欄目 Python 简体版

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（1）簡介：

Tornado是一種Web服務器軟件的開源版本，Tornado是非阻塞式服務器，速度很快。這得益於其非阻塞式和對epoll的運用，Tornado每秒能夠處理數以千計的鏈接，所以Tornado是實時Web服務的一個理想的框架。css

Tornado是如今應用最爲普遍的Web框架，其具備如下優點：html

1.輕量級Web框架node

2.異步非阻塞IO處理python

3.出色的抗負載能力web

4.優秀的處理性能，不依賴多進程和多線程ajax

（2）Tornado與Django的比較：

1.Django是重量級的Web框架，功能齊全，注重開發效率redis

2.Django內置管理後臺算法

3.Django內置封裝完善的ORM操做json

4.Django提供Session功能api

5.Django與Tornado相比，Django高耦合

6.Tornado與Django相比，入門門檻較高

（3）使用Tornado：

Tornado應該運行在類Unix平臺，爲了達到最佳的性能和擴展性，僅推薦Linux和BSD(充分利用Linux的epoll工具和BSD的kqueue達到高性能處理的目的

☆安裝Tornado：

pip install tornado

☆在代碼中導入Tornado：

import tornado.ioloop

import tornado.web

☆Tornado的執行流程：

1.執行Python文件，監聽設置的端口

2.瀏覽器請求服務器，通過路由

3.路由匹配對應的處理器類

4.根據請求類型執行指定處理器類中的處理函數

5.返回處理結果，客戶端瀏覽器渲染頁面

建立處理器類，在類中定義HTTP方法：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):

def get(self):

pass

def post(self):

pass

... # HTTP中的方法

爲Tornado設置模板目錄：

settings = {

"template_path":"模板路徑", # 設置模板目錄

}

設置Tornado路由關係：

application = tornado.web.Application([(r"/", MainHandler),], **settings) # 傳入設置參數

啓動服務：

if __name__ == "__main__":

application.listen(8009) # 設置監聽端口

tornado.ioloop.IOLoop.instance().start() # 啓動服務

示例代碼：

/controller/One.py

import tornado.ioloop

import tornado.web

mylist = []

mylist2 = []

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):

def get(self):

self.render("index.html", list = mylist, list2 = mylist,)

def post(self):

name = self.get_argument("name")

love = self.get_argument("mylove")

mylist.append(name)

mylist2.append(love)

self.render('index.html', list = mylist, list2 = mylist2,)

settings = {

"template_path":"../views", # 設置模板目錄

}

application = tornado.web.Application([(r"/index", MainHandler),], **settings) # 傳入設置參數

if __name__ == "__main__":

application.listen(8009) # 設置監聽端口

tornado.ioloop.IOLoop.instance().start() # 啓動服務

/views/index.html

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Index</title>

</head>

<h1>Hello,Tornado.</h1>

</center>

姓名：<input type="text" name="name">

愛好：<select name="mylove" id="">

</select>

</form>

</center>

<h2>《提交的信息》</h2>

<h3>

{% for i in list %}

姓名：{{ i }}

{% end %}

{% for x in list2 %}

愛好：{{ x }}

{% end %}

</h3>

</center>

</body>

</html>

（4）路由系統：

Tornado中的URL對應的不是處理函數而是類，在處理類中定義HTTP方法。Tornado中的路由系統能夠分爲：靜態路由、動態路由、請求方法路由、二級路由。

設置路由的時候可使用URL對應的方式，也可使用裝飾器的方式進行路由映射。

裝飾器映射的方式：

@root.route(‘路由URL’)

def MethodHandler(self):

Some...

root.run(host=’IP地址’, port=端口)

☆靜態路由：

application = tornado.web.Application([(r"/index/", MainHandler),], **settings)

☆基於正則的動態路由：

application = tornado.web.Application([(r"/index/(\d+)", MainHandler),], **settings)

同時處理器函數也能夠傳入此參數：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
 
     def get(self,id):
         self.render('index.html',id=id)
 
     def post(self):
         pass

使用裝飾器操做：

@root.route('/wiki/<pagename>')

def callback(pagename):

...

@root.route('/object/<id:int>')

def callback(id):

...

@root.route('/show/<name:re:[a-z]+>')

def callback(name):

...

@root.route('/static/<path:path>')

def callback(path):

return static_file(path, root='static')

☆請求方法路由：

@root.route('/hello/', method='POST')

# 若是使用@root.get()表示裝飾器下的函數只接受get請求

def index():

...

@root.get('/hello/')

def index():

...

@root.post('/hello/')

def index():

...

@root.put('/hello/')

def index():

...

@root.delete('/hello/')

def index():

...

☆二級路由：

主機頭	URL正則	Handler
safe	/index/\d*	IndexHandler
	/admin/\w*	AdminHandler
	/car/\w*	CarHandler
.*	/index/\w*	HomeHandler
	/pro/\w*	ProHandler
	/.*	AllHandler

application = tornado.web.Application('www.test.com$',[(r"/index/", MainHandler),], **settings)

使用裝飾器的方式：

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

# file:index.py

from bottle import template, Bottle

from bottle import static_file

root = Bottle()

@root.route('/hello/')

def index():

Some...

from framwork_bottle import app01

from framwork_bottle import app02

root.mount('app01', app01.app01)

root.mount('app02', app02.app02)

root.run(host='localhost', port=8888)

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

# file:app01.py

from bottle import template, Bottle

app01 = Bottle()

@app01.route('/hello/', method='GET')

def index():

Some...

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

# file:app02.py

from bottle import template, Bottle

app02 = Bottle()

@app02.route('/hello/', method='GET')

def index():

Some...

（5）模板引擎：

☆模板語法

<!DOCTYPE html>
 <html>
 <head>
     <meta charset="UTF-8">
     <title>模板引擎語法</title>
 </head>
 <body>
     <!--單個變量的引用-->
     {{ x }}
     <!--單行Python代碼-->
     % temp = "Hello"
     <!--多行Python代碼-->
     <%
         Some python codes...
     %>
     <!--HTML與Python代碼混合-->
     {% for i in list %}
     <h3>{{ i }}</h3>
     {% end %}

<!—使用模板自定義編輯塊-->

{% block RenderBody %}{% end %}

<!—在其餘HTML文件中使用一樣的方式在塊中間填充數據-->
 </body>
 </html>

☆模板函數：

escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名

xhtml_escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名

url_escape: tornado.escape.url_escape 的別名

json_encode: tornado.escape.json_encode 的別名

squeeze: tornado.escape.squeeze 的別名

linkify: tornado.escape.linkify 的別名

datetime: Python 的 datetime 模組

handler: 當前的 RequestHandler 對象

request: handler.request 的別名

current_user: handler.current_user 的別名

locale: handler.locale 的別名

_: handler.locale.translate 的別名

static_url: for handler.static_url 的別名

xsrf_form_html: handler.xsrf_form_html 的別名

☆自定義UIMethod和UIModule：

定義：

# file:uimethods.py

def 自定義函數(self):

Some...

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

# uimodules.py

from tornado.web import UIModule

from tornado import escape

class 自定義類(UIModule):

def render(self, *args, **kwargs):

return escape.xhtml_escape('<h1>Test</h1>')

註冊：

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

# file:test.py

import tornado.ioloop

import tornado.web

from tornado.escape import linkify

import uimodules as md

import uimethods as mt

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):

def get(self):

self.render('index.html')

settings = {

'template_path': 'template',

'static_path': 'static',

'static_url_prefix': '/static/',

'ui_methods': mt,

'ui_modules': md,

}

application = tornado.web.Application([

(r"/index", MainHandler),

], **settings)

if __name__ == "__main__":

application.listen(8009)

tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

使用：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

</head>

<body>

<h1>hello</h1>

{% module 自定義類名(123) %}

</body>

（6）靜態緩存：

對於靜態文件，能夠配置靜態文件的目錄和前段使用時的前綴，而且Tornaodo還支持靜態文件緩存。

配置：

settings = {

'static_url_prefix': '/static/',

}

使用：

靜態文件緩存的實現：

def get_content_version(cls, abspath):

"""Returns a version string for the resource at the given path.

This class method may be overridden by subclasses. The

default implementation is a hash of the file's contents.

.. versionadded:: 3.1

"""

data = cls.get_content(abspath)

hasher = hashlib.md5()

if isinstance(data, bytes):

hasher.update(data)

else:

for chunk in data:

hasher.update(chunk)

return hasher.hexdigest()

（7）公共組件：

Web框架的本質就是接受用戶請求，處理用戶請求，響應請求內容。由開發人員定製用戶的請求處理，Web框架接管請求的響應和請求。當接受用戶請求的時候會將請求的信息封裝在Bottle中的request中，而請求作出響應封裝在Bottle的response中，公共組件的本質就是爲開發人員提供相關的接口。

request.headers #請求頭信息，能夠經過請求頭信息來獲取相關客戶端的信息

request.query #get請求信息，若是用戶訪問時這樣的：http://127.0.0.1:8000/?page=123就必須使用request.query 使用GET方法是沒法取到信息的

request.forms #post請求信息

request.files #上傳文件信息

request.params #get和post請求信息，他是GET和POST的總和，其實他內部調用了request.get request.forms

request.GET #get請求信息

request.POST #post和上傳信息,上傳文件信息，和post信息

request.cookies #cookie信息

request.environ #環境相關,若是上面的這些請求信息沒有知足需求，就在這裏找

（8）XSS跨站腳本***與CSRF跨域僞造請求：

XSS：

惡意***者往Web頁面裏插入惡意腳本代碼，當用戶瀏覽該頁之時，嵌入其中Web裏面的腳本代碼會被執行，從而達到惡意***用戶的特殊目的。

CSRF配置：

settings = {

"xsrf_cookies": True,

}

1. 普通的表單使用：

Some...

</form>

2. Ajax使用：

function getCookie(name) {

var r = document.cookie.match("\\b" + name + "=([^;]*)\\b");

return r ? r[1] : undefined;

}

jQuery.postJSON = function(url, args, callback) {

args._xsrf = getCookie("_xsrf");

$.ajax({

url: url,

data: $.param(args),

dataType: "text",

type: "POST",

success: function(response) {

callback(eval("(" + response + ")"));

}});

};

（9）Cookie與Session：

Tornado中能夠對cookie進行操做，使用set_cookie(‘ Key’,’Value’)方法進行設置cookie，使用get_cookie(‘Key’)獲取Cookie值。

因爲Cookie很容易被客戶端僞造，假如須要在cookie中保存當前的用戶登陸狀態，須要對cookie進行簽名。經過set_secure_cookie(‘Key’,’Value’)和get_secure_cookie(‘Key’)方法設置和使用，可是須要在使用的時候建立一個密鑰，叫作cookie_secret。

settings = {

'cookie_secret': '一堆字符串'

}

簽名Cookie的本質：

寫入cookie的過程：

1. 將值進行base64加密

2. 對除去值之外的內容進行簽名，使用沒法逆向破解的哈希算法

3. 拼接簽名與加密值

讀取cookie的過程：

1. 讀取加密的內容

2. 對簽名進行驗證

3. 進行base64解密，獲取值的內容

JavaScript操做cookie：

function setCookie(name,value,expires){

var current_date = new Date();

current_date.setSeconds(current_date.getSeconds() + 5);

document.cookie = name + "= "+ value +";expires=" + current_date.toUTCString();

}

自定義Session：

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

import tornado.web

import tornado.ioloop

container = {}

class Session:

def __init__(self, handler):

self.handler = handler

self.random_str = None

def __genarate_random_str(self):

import hashlib

import time

obj = hashlib.md5()

obj.update(bytes(str(time.time()), encoding='utf-8'))

random_str = obj.hexdigest()

return random_str

def __setitem__(self, key, value):

# 在container中加入隨機字符串

# 定義專屬於本身的數據

# 在客戶端中寫入隨機字符串

# 判斷，請求的用戶是否已有隨機字符串

if not self.random_str:

random_str = self.handler.get_cookie('__session__')

if not random_str:

random_str = self.__genarate_random_str()

container[random_str] = {}

else:

# 客戶端有隨機字符串

if random_str in container.keys():

pass

else:

random_str = self.__genarate_random_str()

container[random_str] = {}

self.random_str = random_str

container[self.random_str][key] = value

self.handler.set_cookie("__session__", self.random_str)

def __getitem__(self, key):

# 獲取客戶端的隨機字符串

# 從container中獲取專屬於個人數據

# 專屬信息【key】

random_str = self.handler.get_cookie("__session__")

if not random_str:

return None

# 客戶端有隨機字符串

user_info_dict = container.get(random_str,None)

if not user_info_dict:

return None

value = user_info_dict.get(key, None)

return value

class BaseHandler(tornado.web.RequestHandler):

def initialize(self):

self.session = Session(self)

一致性哈希：

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8

import sys

import math

from bisect import bisect

if sys.version_info >= (2, 5):

import hashlib

md5_constructor = hashlib.md5

else:

import md5

md5_constructor = md5.new

class HashRing(object):

"""一致性哈希"""

def __init__(self,nodes):

'''初始化

nodes : 初始化的節點，其中包含節點已經節點對應的權重

默認每個節點有32個虛擬節點

對於權重，經過多建立虛擬節點來實現

如：nodes = [

{'host':'127.0.0.1:8000','weight':1},

{'host':'127.0.0.1:8001','weight':2},

{'host':'127.0.0.1:8002','weight':1},

]

'''

self.ring = dict()

self._sorted_keys = []

self.total_weight = 0

self.__generate_circle(nodes)

def __generate_circle(self,nodes):

for node_info in nodes:

self.total_weight += node_info.get('weight',1)

for node_info in nodes:

weight = node_info.get('weight',1)

node = node_info.get('host',None)

virtual_node_count = math.floor((32*len(nodes)*weight) / self.total_weight)

for i in xrange(0,int(virtual_node_count)):

key = self.gen_key_thirty_two( '%s-%s' % (node, i) )

if self._sorted_keys.__contains__(key):

raise Exception('該節點已經存在.')

self.ring[key] = node

self._sorted_keys.append(key)

def add_node(self,node):

''' 新建節點

node : 要添加的節點，格式爲：{'host':'127.0.0.1:8002','weight':1}，其中第一個元素表示節點，第二個元素表示該節點的權重。

'''

node = node.get('host',None)

if not node:

raise Exception('節點的地址不能爲空.')

weight = node.get('weight',1)

self.total_weight += weight

nodes_count = len(self._sorted_keys) + 1

virtual_node_count = math.floor((32 * nodes_count * weight) / self.total_weight)

for i in xrange(0,int(virtual_node_count)):

key = self.gen_key_thirty_two( '%s-%s' % (node, i) )

if self._sorted_keys.__contains__(key):

raise Exception('該節點已經存在.')

self.ring[key] = node

self._sorted_keys.append(key)

def remove_node(self,node):

''' 移除節點

node : 要移除的節點 '127.0.0.1:8000'

'''

for key,value in self.ring.items():

if value == node:

del self.ring[key]

self._sorted_keys.remove(key)

def get_node(self,string_key):

'''獲取 string_key 所在的節點'''

pos = self.get_node_pos(string_key)

if pos is None:

return None

return self.ring[ self._sorted_keys[pos]].split(':')

def get_node_pos(self,string_key):

'''獲取 string_key 所在的節點的索引'''

if not self.ring:

return None

key = self.gen_key_thirty_two(string_key)

nodes = self._sorted_keys

pos = bisect(nodes, key)

return pos

def gen_key_thirty_two(self, key):

m = md5_constructor()

m.update(key)

return long(m.hexdigest(), 16)

def gen_key_sixteen(self,key):

b_key = self.__hash_digest(key)

return self.__hash_val(b_key, lambda x: x)

def __hash_val(self, b_key, entry_fn):

return (( b_key[entry_fn(3)] << 24)|(b_key[entry_fn(2)] << 16)|(b_key[entry_fn(1)] << 8)| b_key[entry_fn(0)] )

def __hash_digest(self, key):

m = md5_constructor()

m.update(key)

return map(ord, m.digest())

"""

nodes = [

{'host':'127.0.0.1:8000','weight':1},

{'host':'127.0.0.1:8001','weight':2},

{'host':'127.0.0.1:8002','weight':1},

]

ring = HashRing(nodes)

result = ring.get_node('98708798709870987098709879087')

print result

"""

自定義Session：

from hashlib import sha1

import os, time

create_session_id = lambda: sha1('%s%s' % (os.urandom(16), time.time())).hexdigest()

class Session(object):

session_id = "__sessionId__"

def __init__(self, request):

session_value = request.get_cookie(Session.session_id)

if not session_value:

self._id = create_session_id()

else:

self._id = session_value

request.set_cookie(Session.session_id, self._id)

def __getitem__(self, key):

# 根據 self._id ，在一致性哈希中找到其對應的服務器IP

# 找到相對應的redis服務器，如： r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 使用python redis api 連接

# 獲取數據，即：

# return self._redis.hget(self._id, name)

def __setitem__(self, key, value):

# 根據 self._id ，在一致性哈希中找到其對應的服務器IP

# 使用python redis api 連接

# 設置session

# self._redis.hset(self._id, name, value)

def __delitem__(self, key):

# 根據 self._id 找到相對應的redis服務器

# 使用python redis api 連接

# 刪除，即：

return self._redis.hdel(self._id, name)

（10）文件上傳：

使用Form表單：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

</head>

<body>

</form>

</body>

</html>

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

import tornado.ioloop

import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):

def get(self):

self.render('index.html')

def post(self, *args, **kwargs):

file_metas = self.request.files["fff"]

# print(file_metas)

for meta in file_metas:

file_name = meta['filename']

with open(file_name,'wb') as up:

up.write(meta['body'])

settings = {

'template_path': 'template',

}

application = tornado.web.Application([

(r"/index", MainHandler),

], **settings)

if __name__ == "__main__":

application.listen(8000)

tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

使用AjaxXMLHttpRequest：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

</head>

<body>

function UploadFile(){

var fileObj = document.getElementById("img").files[0];

var form = new FormData();

form.append("fff", fileObj);

var xhr = new XMLHttpRequest();

xhr.open("post", '/index', true);

xhr.send(form);

}

</script>

</body>

</html>

使用Ajax-jQuery：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

</head>

<body>

function UploadFile(){

var fileObj = $("#img")[0].files[0];

var form = new FormData();

form.append("fff", fileObj);

$.ajax({

type:'POST',

url: '/index',

data: form,

processData: false, // tell jQuery not to process the data

contentType: false, // tell jQuery not to set contentType

success: function(arg){

console.log(arg);

}

})

}

</script>

</body>

</html>

使用iframe預覽圖片：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

</head>

<body>

</div>

</form>

function redirect(){

document.getElementById('my_iframe').onload = Testt;

document.getElementById('my_form').target = 'my_iframe';

document.getElementById('my_form').submit();

}

function Testt(ths){

var t = $("#my_iframe").contents().find("body").text();

console.log(t);

}

</script>

</body>

</html>

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